Os cientistas têm subutilizado um recurso fundamental que podemos usar para nos ajudar a compreender a Terra: os animais. Nossos companheiros terráqueos têm uma relação muito diferente e geralmente muito mais direta com a Terra. Eles se movem pelo planeta de maneiras e para lugares que nós não fazemos.
O que seus movimentos podem nos dizer?
A humanidade tem uma frota de satélites orbitando a Terra que nos contam todo tipo de coisas sobre o planeta. Satélites rastreiam temperatura, CO2 emissões, chuvas, incêndios florestais, secas, erupções vulcânicas, etc. Sabemos mais do que nunca sobre a Terra, e muito disso se deve aos satélites.
As alterações climáticas são a nossa maior preocupação neste momento, e novas pesquisas mostram que sensores ligados a animais podem elevar os nossos dados sobre alterações climáticas a um nível novo e mais granular.
A perspectiva da pesquisa é intitulada “Sensores transmitidos por animais como lentes biologicamente informadas sobre um clima em mudança”, publicado na Nature Climate Change. O autor principal é Diego Ellis-Soto, estudante de graduação na Universidade de Yale e bolsista NASA FINESST (Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology).
O primeiro rastreador de animais provavelmente era apenas um pedaço de barbante colorido. Em 1803, o naturalista americano John Audobon queria saber se as aves migravam e voltavam para o mesmo lugar anualmente. Então ele prendeu um pedaço de barbante na perna de um pássaro antes que ele voasse para o sul durante o inverno. Na primavera seguinte, ele avistou o pássaro e soube que ele havia retornado ao mesmo lugar.
As ferramentas à disposição dos cientistas agora são muito mais poderosas do que o pedaço de barbante de Audobon. Ellis-Soto estuda os movimentos dos animais e o que eles podem nos dizer sobre as rápidas mudanças ambientais. Ele usa sensoriamento remoto, rastreamento GPS e ciência cidadã para tentar prever mudanças ambientais em escalas espaço-temporais precisas.
Este tipo de pesquisa tem suas raízes em coisas como o Grande contagem de pássaros no quintal, onde cientistas cidadãos passam quatro dias todo mês de fevereiro registrando quais pássaros veem. Os participantes passam apenas alguns minutos por dia registrando o que veem e enviando-o para um site. O resultado é uma enorme coleção de dados inatingíveis por qualquer outro método.
The Bird Count é um exemplo mais passivo de estudos de movimento animal que os autores defendem. Eles estão buscando métodos mais ativos de estudo do movimento animal e de coleta de dados para contornar alguns dos obstáculos que os cientistas enfrentam ao estudar o clima.
“As medições climáticas tradicionais são frequentemente limitadas por amostragem geograficamente estática, grosseira, esparsa e tendenciosa, e apenas ligações indiretas com respostas ecológicas”, escrevem Ellis-Soto e os seus coautores na sua investigação. “Aqui discutimos como sensores transportados por animais podem fornecer amostras de condições climáticas espacialmente refinadas, biologicamente ajustadas e relevantes em apoio à previsão ecológica e climática.”
Embora tenhamos uma frota de satélites poderosos e um grande número de coletores de dados baseados em terra, cada um deles tem algum tipo de fraqueza. As estações terrestres só podem amostrar dados de um único local. Os satélites têm suas próprias limitações. Eles podem coletar dados em resolução espacial fina, em vários comprimentos de onda ou em alta frequência temporal. Mas eles não fazem tudo de uma vez. Eles também são inibidos pela cobertura de nuvens e, em alguns casos, pela escuridão da noite. O resultado são dados que, embora poderosos, apresentam lacunas.
Sensores animais podem preencher essas lacunas, de acordo com Ellis-Soto. “Os animais são um componente integral da observação da Terra,” ele disse.
Sensores transmitidos por animais (ABS) não são novos. Eles têm sido usados há décadas para rastrear vários animais, incluindo predadores como leões, animais oceânicos como orcas, aves migratórias e até insetos. Esses rastreadores monitoram e relatam os movimentos de um animal em locais que os satélites não podem monitorar e que os humanos não conseguem acessar facilmente. Mas Ellis-Soto diz que podemos usar rastreadores para coletar outros dados, como a temperatura.
No Parque Nacional Kruger, na África do Sul, os cientistas usaram rastreadores de temperatura e movimento em elefantes para monitorar os animais enquanto eles se movimentavam no parque durante um ano. Eles combinaram isso com dados de temperatura de satélite. Dois mapas desse esforço mostram como os sensores dos elefantes preencheram lacunas nos dados de satélite e criaram uma imagem muito mais completa.
Ellis-Soto vê a questão em termos de preconceito. Cada satélite tem um viés de amostragem. O viés de amostragem é inevitável ao projetar satélites e seus instrumentos. Mas os animais também têm um viés de amostragem, e os cientistas podem usar esse viés para os seus próprios fins.
“Esses animais são sensores extremamente tendenciosos, e esse preconceito é chamado de ecologia e comportamento animal”, disse Ellis-Soto.
Os elefantes do Parque Nacional Kruger são apenas um exemplo. O uso de ABS é generalizado.
Ellis-Soto e os seus colegas veem muitas oportunidades para expandir este tipo de monitorização e combiná-lo com outros dados, incluindo dados de satélite. “Os avanços tecnológicos nos ABS oferecem um número e uma qualidade cada vez maiores de sensores auxiliares de bordo que coletam variáveis climáticas”, escrevem. Os avanços tecnológicos nos ABS combinados com a movimentação de animais são ferramentas poderosas que podem desempenhar um papel mais importante. “Os animais podem aceder e monitorizar áreas remotas e detectar eventos raros e condições ambientais difíceis de medir e de potencial importância para as projecções das alterações climáticas.”
Os autores destacam a questão do degelo. Em todo o mundo, o degelo é um indicador importante para a compreensão da próxima estação de cultivo. Snowmelt fornece água de irrigação para milhões de agricultores em todo o mundo. Por exemplo, na Índia e no Paquistão, 130 milhões de agricultores dependem da água do degelo para irrigar suas plantações.
“Em muitas áreas do globo, o degelo é um componente crucial do ciclo hidrológico natural”, escrevem. “Um sistema de alerta biológico de derretimento precoce da neve sob as alterações climáticas pelos ABS pode melhorar as estimativas da contribuição para a hidrologia das montanhas, uma área crítica de melhoria para as projeções das alterações climáticas e escoamento de água para a produção de alimentos.”
No Ártico, pesquisadores usaram ABSs para rastrear os movimentos de três tipos de pássaros: corujas-das-neves, urubus de pernas ásperas e falcões-peregrinos. Os dados do ABS mostraram como esses animais acompanham o degelo durante as viagens migratórias. Os dados eram mais granulares do que os satélites podiam fornecer. “A captura em escala espacial de manchas de neve derretida, capturadas por animais, é difícil de conseguir, mas é altamente útil para a compreensão da fenologia e distribuição das espécies do Ártico sob condições climáticas em mudança”, escrevem os autores.
Há muitos exemplos de ABS sendo usados para coletar dados ambientais que de outra forma seriam inatingíveis ou difíceis de obter. Mas também há muito mais oportunidades esperando para serem concretizadas.
“Vemos uma oportunidade real para a comunidade ecológica e meteorológica empregar ABSs para uma medição fortemente expandida, representativa e biologicamente interpretável de condições meteorológicas.
e condições climáticas sob o clima atual e futuro”, escrevem os autores.
Nossos colegas terráqueos são como um exército de cidadãos cientistas involuntários. Desde que os ABS não os prejudiquem ou prejudiquem, eles podem contribuir enormemente para o bem-estar da Terra, mesmo sem saberem disso.
“Os milhares de animais que hoje nadam, correm e voam ao redor do mundo carregando etiquetas eletrônicas são observadores terrestres ágeis com potencial para fornecer coleta de dados transformadora em apoio à pesquisa de mudanças globais, meteorologia, previsão climática e ecologia”, concluem os autores.
